[发明专利]风能、太阳能和风光互补氢能源发电储电供电LED照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及自然能源发电技术领域，特别是涉及使用风能发电和/或太阳能发电供电和氢能源存储电能的独立离网LED照明微电网系统。

背景技术

全球变暖速度正在加快，为防止温室效应带来的严重后果，世界各国已行动起来积极采取相应措施。

我国政府本着对人类、对地球负责的态度，在2009年11月哥本哈根会议上作出承诺：到2020年国内单位生产总值二氧化碳排放将比2005年下降40％-45％；这意味着未来十年中国将进入一个倒计时的强制性的节能减排行动中，限电拉闸，各级政府节能减排的任务迫在眉睫。以风能太阳能为代表的清洁可再生能源应用无疑是节能减排的目标和方向，太阳能和风能是一个取之不尽用之不竭的免费能源；但太阳能的大规模应用因为目前代价太高似乎还没有找到应用的突破口。

据统计，2008年我国总用电量为34268亿千瓦时，照明用电4110亿度(约占总用电量的13％)，其中：户外照明1460亿度(约占照明用电量的35.5％)，室内照明2650亿度。我们对户外照明路灯用电的节能减排进行如下简单分析：2008年中国已经安装的路灯大约有2亿盏(且每年以增长2000盏的速度递增)。假设路灯的平均功率大约是200瓦，假定每天开启时间为10小时，那么每天就是2度电，365天就是730度电，2亿盏就是1460亿度电。

如果这些路灯在2013年前全部改造成太阳能LED路灯、不需要再从市电进行供电，那么我们等于节电1460亿度。而中国最大的水电站长江三峡水电站的26台机组完全投产以后每年的发电量才847亿度电(况且经常不能满负荷运转)。所以，全国所有路灯用电量大于2个三峡电站的发电量，这决不是一个小数字，要知道三峡工程加上输配电工程总投资超过2200亿元，而且还有一百多万的移民问题，再加上对生态环境很多不可预测的后果。

但是无论是太阳能和风力发电目前都存在着难以并入电网和电能的存储问题，特别是大型太阳能发电厂和大型风力发电机。

目前风能太阳能LED路灯都是采用单灯杆自带太阳能电池板和风能供电的独立系统，它由LED路灯、太阳能电池组件、垂直风力发电机、风能控制器、太阳能控制器、铅酸蓄电池、AC/DC电源逆变器组成，太阳能电池组件和垂直风力发电机安装在灯杆顶部，蓄电池埋在地下。在路灯改造工程中，为了满足抗风安全，需要更换灯杆和灯杆基座，材料和施工成本高，且铅酸蓄电池的使用寿命小于五年，埋在地下，维护不方便，有污染隐患。

另外，单灯独立系统的电子控制装置配件多、控制复杂，容易出故障，维护成本高。而且，路灯在安装地点由于道路树木、路旁房屋的遮挡，太阳能和风能不能充分发挥其发电性能。

因此，单灯杆独立太阳能LED路灯系统显然由于投资和维护成本高而很难全面推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种风能、太阳能和风光互补氢能源发电储电供电LED照明系统。该系统能够解决太阳能发电和风力发电的存储和并网问题，而且还能够构成独立的离网式的供电系统，即分布式微电网系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种风能、太阳能和风光互补氢能源发电储电供电LED照明系统，包括风力发电机和/或太阳能光伏电池板、氢能源电解水氢气发生器、氢气存储器、氢能发电装置以及电气控制系统；

优选地，所述风力发电机和/或太阳能光伏电池板的电力输出端分为第一、第二供电支路，其中第一供电支路直接供给LED照明，第二供电支路供给氢能源电解水氢气发生器，所述氢能源电解水氢气发生器的氢气输出端与氢气储存器连接，所述氢气储存器的输出端与氢能发电装置连接，所述氢能发电装置的电力输出端再供给LED照明。

优选地，所述第一供电支路直接供给城市和城镇地区的LED路灯、高速公路和普通公路的LED路灯，以及城市地铁、城铁的LED路灯和LED灯管，为上网并网的在线系统或离网式独立集中供电系统。

优选地，所述第一供电支路直接供给城市和城镇地区的庭院广场路灯、公园运动场LED路灯，以及办公超市学校医院等大楼的LED电灯和LED灯管，为上网并网的在线系统或离网式独立集中供电系统。

优选地，所述风力发电机和/或太阳能光伏电池板安装于办公超市学校医院等大楼的周边和建筑物顶部、高速公路收费站顶部、水塔顶部、污水处理厂顶部、公园运动场或城市和城镇地区的空闲地方，形成集中发电、集中储电和集中供电的微电网系统，为上网并网的在线集中供电系统或离网式独立集中供电系统。